KR20210035586A - 배관 용접부 검사장치의 제어방법 - Google Patents

Abstract

배관 용접부 검사장치의 제어방법에 관한 것으로, 배관의 배관정보가 통합제어부에 입력되는 배관정보 입력단계; 통합제어부에 입력된 배관 정보를 이용하여 검사 작업 정보를 산출하는 산출단계; 산출단계에서 검사 작업 정보가 산출될 때, 배관을 배관 로테이터에 탑재시키고, 방사선 조사부와 디지털 디텍터를 포함하는 검사부를 배관의 용접부 위치로 이동시키는 이동단계; 배관의 용접부 위치로 이동된 방사선 조사부가 배관 용접부의 내부방향으로 방사선을 조사하고, 배관 용접부를 관통한 방사선을 디지털 디텍터가 검출하여 배관 용접부의 디지털 이미지를 수집하는 검사단계; 및 검사단계에서 배관 용접부의 디지털 이미지 수집이 종료된 경우, 검사부와 상기 배관 로테이터로부터 상기 배관을 해체하는 해체단계를 포함한다.

Description

배관 용접부 검사장치의 제어방법{Control method of a device that inspects of pipe weldzone}

본 발명은 배관 용접부 검사장치의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배관의 다양한 사양에 따라 자동으로 배관 용접부의 디지털 이미지를 취득할 수 있는 배관 용접부 검사장치의 제어방법에 관한 것이다.

비파괴 검사란 물리적 또는 화학적 방법을 통해 어떤 제품 또는 재료의 내외부에 결함이 있는지 없는지 확인하는 것으로, 제품 또는 재료를 파괴 또는 변형시키지 않은 상태로 확인하는 것을 말한다. 이러한 비파괴검사는 어떠한 제품을 생산/제조하거나 또는 사용함에 있어 결함의 유무를 확인하여 그 제품의 품질에 대한 안전성을 얻고자 실시하는데, 이러한 비파괴검사의 일례로 방사선 투과검사(Radiographic Tseting, RT)를 들 수 있다.

방사선 투과검사(RT)는 방사선을 시험체에 조사하여 투과된 방사선의 강도의 변화로부터 내부 결함의 상태나 조립품의 내부 구조 등을 조사하는 것으로, 선원은 X－선, γ－선, 중성자선이 사용된다. 즉, 방사선 투과검사는 배관 용접부(weld zone of pipe)의 합/부 판정을 위해 수행되는데, 이때 배관 용접부 전체에 대해 수행되는 것이 일반적이다. 배관이 원형이라고 가정할 때 배관 용접부는 배관의 가장자리 전체(360˚)에 형성되므로 검사자는 배관 용접부를 따라가면서 검사를 수행해야 한다.

이러한 방사선 투과검사는 방사선 조사기 및 방사선 검출장치(필름 또는 디텍터)가 주로 사용된다. 방사선 검출장치를 사용하는 경우, 검사자는 배관 용접부에 필름을 부착하고 방사선 투과시험을 수행한 후, 필름의 위치를 달리하여 통상 3~5회 및 사양에 따라 다수의 검사를 수행하게 된다.

이때, 검사자는 배관 용접부의 한 곳에서 방사선 투과시험을 수행한 후에 수작업으로 방사선 조사기 및 방사선 검출장치를 이동하여 고정하여야 한다. 이에 따라, 검사의 소요시간이 길어지고, 능률이 낮은 단점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2018-0000504호(2018.01.03.)

본 발명의 해결 하고자 하는 과제는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 배관의 다양한 사양(재질, 관경, 두께 및 형상)에 따라 배관 용접부를 360도 검사함과 아울러, 실시간 판독이 가능하도록 한 배관 용접부 검사장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 해결 하고자 하는 다른 과제는 기하학적 불선명도 조건을 만족할 수 있도록, 취득한 디지털 이미지의 촬영 매수를 자동으로 산출하는 배관 용접부 검사장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제어방법은 입력단계, 산출단계, 이동단계, 검사단계 및 해체단계를 포함한다. 상기 입력단계에서는 배관의 배관정보가 통합제어부에 입력된다. 상기 산출단계에서는 상기 통합제어부에 입력된 상기 배관 정보를 이용하여 검사 작업 정보를 산출한다. 상기 이동단계에서는 상기 산출단계에서 상기 검사 작업 정보가 산출될 때, 상기 배관을 배관 로테이터에 탑재시키고, 방사선 조사부와 디지털 디텍터를 포함하는 검사부를 상기 배관의 용접부 위치로 이동시킨다. 상기 검사단계에서는 상기 배관의 용접부 위치로 이동된 상기 방사선 조사부가 상기 배관 용접부의 내부방향으로 방사선을 조사하고, 상기 배관 용접부를 관통한 방사선을 상기 디지털 디텍터가 검출하여 상기 배관 용접부의 디지털 이미지를 수집한다. 상기 해체단계에서는 상기 검사단계에서 상기 배관 용접부의 디지털 이미지 수집이 종료된 경우, 상기 검사부와 상기 배관 로테이터로부터 상기 배관을 해체한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제어방법에 의하면, 배관의 다양한 사양(재질, 관경, 두께 및 형상)에 따라 배관 용접부를 360도 검사함과 아울러, 실시간 판독이 가능하므로, 검사시간을 현저하게 줄일 수 있고, 고 기량의 작업자가 불필요 하게 되어 인건비를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제어방법에 의하면, 기존의 필름 부착 방식과는 달리 디지털 이미지를 수집하는 것이므로, 별도의 필름을 보관하는 보관장소를 마련하지 않아도 된다.

또한, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제어방법에 의하면, 방사선 노출시간이 감소되고, 필름현상작업이 불필요하게 됨에 따라 화학성분 노출위험이 없으므로, 작업자의 안전을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 검사부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제1 회전링이 회전된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치를 구성하는 배관 로테이터의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치를 구성하는 배관 로테이터의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 용접부 검사장치를 구성하는 통합제어부의 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제어방법을 보인 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 촬영매수 산출방법을 설명하기 위한 정면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.

첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다.

그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

또한, 이하에서는 '좌측', '우측', '전방', '후방', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 각 도면에 도시된 상태를 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.

먼저, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치에 관하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 측면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치(10)는 다양한 형상 및 사양의 배관(B)에 적용하여 배관 용접부(B1)의 디지털 이미지를 수집하고, 수집한 디지털 이미지를 통해 용접부(B1) 내부 결함을 검사하기 위한 것으로, 배관 로테이터(100), 검사부(200), 방사선원 제어부(300) 및 통합제어부(400)를 포함한다.

배관 로테이터(100)는 검사 대상인 배관(B)이 상부에 안착되고, 안착된 배관(B)을 고정 시키거나 회전시키는 역할을 한다. 또한, 배관 로테이터(100)는 검사부(200)에서 배관 용접부(B1) 내부 결함을 검사하는 경우, 디지털 디텍터(250a)와의 높이를 맞출 수 있도록, 배관(B)의 높낮이를 조절할 수 있다. 이를 위해, 내부에 승하강 수단(미도시)이 구비되고, 그 승하강 수단에 의해 승하강 가능하게 구성되는 것이다. 이러한 배관 로테이터(100)에 대해서는 다른 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

검사부(200)는 지면에서 이동할 수 있도록 구성되고, 배관 용접부(B1)의 내부결함을 검사하기 위해 배관의 용접부(B1)로 이동하여 배관 용접부(B1)에 위치하게 된다. 그리고 검사부(200)는 배관 용접부(B1)에 위치하여 배관 용접부(B1)의 내부 결함을 검사하게 된다. 이를 위해, 검사부(200)는 용접부(B1)의 외부에서 내부방향으로 방사선을 조사하는 방사선 조사부(240a)와, 방사선 조사부(240a)에서 조사된 방사선을 검출해서 배관 용접부(B1)의 디지털 이미지를 수집하는 디지털 디텍터(250a)로 구성된다. 여기서, 방사선 조사부(240a)는 일반적인 콜리메터와 방사선을 조사하는 공지된 방사선 조사장치로 이루어질 수 있다.

한편, 이와 같은 검사부(200)에 대해서는 다른 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

방사선원 제어부(300)는 방사선 조사부(240a)의 내부에 방사선원을 노출하거나, 방사선 조사부(240a)에 노출된 방사선원을 회수하는 역할을 한다.

보다 상세히 설명하면, 방사선원 제어부(300)는 일반적인 Remote Controller로 이루어질 수 있고, Ir-192, Se-75 등의 동위원소(감마레이, 자연방사선) 사용 시 선원의 이동(노출 및 회수)을 원격으로 제어하는 것이다.

한편, 방사선원 제어부(300)는 도면에 배관 로테이터(100)와 통합제어부(400) 사이에 마련된 것으로 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 일례일 뿐 통합제어부(400)에 포함되어 구성될 수도 있다.

통합제어부(400)는 외부에서 입력되는 배관(B)의 정보 및 검사부(200)에 대한 정보를 이용하여 배관 로테이터(100), 검사부(200) 및 방사선원 제어부(300)의 동작을 제어하는 역할을 한다. 이러한 통합제어부(400)에 대해서는 다른 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 검사부를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제1 회전링이 회전된 상태를 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 검사부(200)는 배관 용접부(B1,B2)의 디지털 이미지를 취득하기 위한 것으로, 다양한 형상의 배관(B)에서 각 용접부(B1,B2)로 이동하여 디지털 이미지를 취득할 수 있도록 구성되었다. 이러한 검사부(200)는 이동부(210), 제1 회전링(220), 제2 회전링(230), 제1 이동부(240) 및 제2 이동부(250)를 포함한다.

이동부(210)는 하부에 복수개의 바퀴(212)가 설치된 수평 프레임(211)과, 수평 프레임(211)의 양측에 각각 설치된 제1 지지프레임(213) 및 제2 지지프레임(214)을 포함하여 구성된다. 이에 따라, 검사부(200)는 이동부(210)를 통해 이동하여 배관 용접부(B1)에 위치할 수 있다.

이때, 수평 프레임(211)의 내부에 모터를 장착하여 복수개의 바퀴(212)가 통합제어부(400)에 의해 자동으로 이동되도록 할 수 있다.

제1 회전링(220)은 제1 지지프레임(213)의 상부에 설치된 제1 회전부(221)와, 제2 지지프레임(214)의 상부에 설치된 제2 회전부(222)의 각 끝단에 연결되고, 제1 회전부(221) 및 제2 회전부(222)에 의해 앞뒤로 회전하거나 고정된다.

구체적으로, 제1 회전링(220)은 배관 용접부(B1,B2)의 적용성 및 배관 구조의 강성을 고려하여 원형의 링 형상 프레임으로 형성될 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 직관 용접부(B1) 뿐만 아니라 엘보우 등이 연결된 배관 용접부(B2) 검사에 적용이 가능하도록, 제1 회전부(221) 및 제2 회전부(222)에 의해 앞뒤로 회전가능하게 구성된다.

이를 위해, 도면에는 자세하게 도시되어 있지 않으나, 제1 회전부(221)는 제1 회전링(220)을 회전시킬 수 있도록 구동기어, 구동핸들 및 고정 스토퍼로 구성된다. 그리고, 제2 회전부(222)는 구동핸들을 제외한 구동기어와 고정 스토퍼로 구성되어, 구동핸들에 의해 제1 회전부(221)가 회전함에 따라 같이 회전하게 된다.

여기서, 구동기어는 축이 제1 회전링(220)과 연결될 수 있고, 구동핸들은 상기 구동기어를 회전시킬 수 있도록 상기 구동기어의 축과 결합되도록 구성될 수 있다. 한편, 구동핸들은 모터를 적용하여 통합제어부(400)의 제어에 따라 자동으로 제어할 수 있다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 회전링(220)이 직관 용접부(B1)에 적용되는 경우, 제1 회전부(221)는 고정 스토퍼를 통해 제1 회전링(220)이 회전되지 않도록 할 수 있다. 여기서, 고정 스토퍼는 핀 타입으로 구성되어 상기 구동기어의 움직임을 제한하여 제1 회전링(220)을 고정하는 역할을 한다.

반면, 도 3b에 도시된 바와 같이 제1 회전링(220)이 엘보우 등이 연결된 배관 용접부(B2)에 적용되는 경우, 작업자는 제1 회전링(220)을 회전시키기 위해 고정 스토퍼를 제거하고, 구동핸들을 회전시켜 구동기어를 움직여 배관 용접부(B2)에 제1 회전링(220)이 위치하도록 할 수 있다. 배관 용접부(B2)에 제1 회전링(220)이 평행하게 위치하면 작업자는 고정 스토퍼를 통해 제1 회전링(220)을 고정시킬 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 제2 회전링(230)은 제1 회전링(220)의 외주면 일측에 고정 설치된 복수개의 링 홀더(225)에 360도 회전 가능하게 결합된다. 이를 위해, 도면에는 자세하게 도시되어 있지 않으나, 제2 회전링(230)은 외주면 일측 즉, 복수개의 링 홀더(225)와 접촉되는 위치에 홈이 연장되어 형성되고, 복수개의 링 홀더(225) 각각의 일단이 상기 홈에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이때, 링 홀더(225) 각각의 일단은 베어링과 같은 메탈 구슬로 형성되어 상기 홈에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 한편, 링 홀더(225) 각각의 타단은 제1 회전링(220)의 외주면 일측에 용접 또는 볼팅과 같은 고정 방식에 의해 고정된다. 이에 따라, 제2 회전링(230)은 복수개의 링 홀더(225)를 통해 제1 회전링(220)과 연결되고, 360도 회전 가능하게 구성되는 것이다.

한편, 제2 회전링(230)을 360도 회전시킬 수 있도록, 제2 회전링(230)의 외주면 일측과 제1 회전링(220)의 외주면 일측에는 모터로 이루어진 회전구동부(226)가 마련될 수 있다. 이에 따라, 제2 회전링(230)은 회전구동부(226)에 의해 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하게 된다. 이로 인해, 본 발명은 방사선 조사부(240a) 및 디지털 디텍터(250a)를 이용하여 회전구동부(226)에 의해 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 배관의 용접부(B1)에 대한 디지털 이미지를 취득할 수 있다.

또, 도면에는 자세하게 도시되어 있지 않으나, 제2 회전링(230) 일측 즉, 회전구동부(226)와 연결되는 부분에는 회전구동부(226)의 동력을 전달하기 위한 기어 레일 또는 마찰패드(마찰력을 얻을 수 있는 고무 패드 등)가 구성될 수 있다.

제1 이동부(240)는 제2 회전링(230)의 외주면 일측에 구비되고, 하부에 방사선 조사부(240a)가 설치되며, 방사선 조사부(240a)를 승하강시키는 역할을 한다. 이를 위해, 제1 이동부(240)는 방사선 조사부(240a)를 고정하거나 상하 높이를 조정할 수 있는 제1 이동축(241)과, 제1 이동축(241)의 동작을 제어할 수 있는 제1 이동축 제어부(242)로 구성될 수 있다.

제1 이동축(241)은 방사선 조사부(240a)를 고정시킬 수 있도록, 일측에 브라켓(미도시)이 구비될 수 있다. 브라켓이 구비된 위치에는 방사선 조사부(240a)가 결합된다.

또, 제1 이동축(241)은 양측면에 기어레일이 구성되어 제1 이동축 제어부(242)에 구비된 구동기어 및 모터에 의해 승하강 동작을 하게 된다. 이에 따라, 방사선 조사부(240a)를 상하로 이동시킬 수 있다.

한편, 제1 이동축 제어부(242)는 제1 이동축(241)의 높낮이를 제어하기 위한 것으로, 모터와 구동기어를 포함하여 구성된다. 이때, 구동기어 사이에는 제1 이동축(241)이 위치하고, 구동기어가 모터와 축연결되어 제1 이동축(241)을 상하로 이동시킬 수 있다.

또한, 제1 이동축 제어부(242)는 내부에 엔코더(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 이동축 제어부(242)에는 엔코더(미도시)가 구비되어 방사선 조사부(240a)와 디지털 디텍터(250a)간의 이동 거리를 제어할 수 있다. 이에 따라, 배관 사양에 맞는 SDD를 확보할 수 있게 된다. 이때, 엔코더는 통합제어부(400)의 제어에 따라 동작하는 것이 바람직하다.

제2 이동부(250)는 제2 회전링(230)의 외주면 일측 즉, 제1 이동부(240)와 마주보는 위치에 구비되고, 상부에 디지털 디텍터(250a)가 설치되며, 디지털 디텍터(250a)를 승하강시키는 역할을 한다. 이를 위해, 제2 이동부(250)는 디지털 디텍터(250a)를 고정하거나 상하 높이를 조정할 수 있는 제2 이동축(251)과 제2 이동축(251)의 동작을 제어할 수 있는 제2 이동축 제어부(252)로 구성될 수 있다.

제2 이동축(251)은 디지털 디텍터(250a)를 고정시킬 수 있도록, 일측에 브라켓(미도시)이 구비될 수 있다. 브라켓이 구비된 위치에는 디지털 디텍터(250a)가 결합된다.

또, 제2 이동축(251)은 양측면에 기어레일이 구성되어 제2 이동축 제어부(252)에 구비된 구동기어 및 모터에 의해 승하강 동작을 하게 된다. 이에 따라, 디지털 디텍터(250a)를 상하로 이동시킬 수 있다.

한편, 제2 이동축 제어부(252)는 제2 이동축(251)의 높낮이를 제어하기 위한 것으로, 모터와 구동기어를 포함하여 구성된다. 이때, 구동기어 사이에는 제2 이동축(251)이 위치하고, 구동기어가 모터와 축연결되어 제2 이동축(251)을 상하로 이동 시킬 수 있다.

또한, 제2 이동축 제어부(252)는 제1 이동축 제어부(242)와 마찬가지로 내부에 엔코더(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 제2 이동축 제어부(252)는 내부에 엔코더가 구비되어 방사선 조사부(240a)와 디지털 디텍터(250a)간의 이동 거리를 제어할 수 있다. 이에 따라, 배관 사양에 맞는 SDD를 확보할 수 있다. 제2 이동축 제어부(252)에 내장된 엔코더 또한 통합제어부(400)의 제어에 따라 동작하는 것이 바람직하다.

한편, 디지털 디텍터(250a)의 상면 중심 끝부분에는 스위치(미도시)가 마련될 수 있다. 스위치는 디지털 디텍터(250a)가 배관(B)과 접촉된 경우, 제2 이동축 제어부(252)가 정지하도록 하는 역할을 한다. 이러한 스위치는 통합제어부(400)의 제어에 따라 동작하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치(10)는 직관 용접부(B1) 뿐만 아니라, 엘보우 등이 연결된 배관 용접부(B2) 검사에 적용하여 디지털 이미지를 취득할 수 있고, 배관 사양(재질, 두께, 관경)에 따라 방사선 조사부(240a)와 디지털 디텍터(250a) 간의 거리(SDD) 조절을 수월하게 할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치를 구성하는 배관 로테이터의 일 실시예를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 배관 로테이터(100)는 하부몸체(110), 상부몸체(120) 및 홀더부(130)로 구성된다.

하부몸체(110)는 지면에 지지되는 부분으로, 통상적인 프레임으로 이루어질 수 있다. 한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 하부몸체(110)의 하면에도 복수개의 바퀴를 설치할 수 있다.

상부몸체(120)는 하부몸체(110)의 상부에 구비되고, 내부에 승하강 수단(미도시)이 구비됨에 따라 상기 승하강 수단에 의해 상하로 승하강 한다. 여기서, 승하강 수단은 일례로 모터 및 축으로 이루어져 전기를 이용하는 실린더를 적용할 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

한편, 상부몸체(120)는 내부에 구비된 승하강 수단에 의해 승하강 가능하도록 상부와 하부가 분리되어 슬라이딩되는 형태로 형성되어야 할 것이다.

이때, 승하강 수단은 상부몸체(120)가 아닌 하부몸체(110)에 내장되어 상부몸체(120)를 승하강 시키도록 구성될 수도 있다.

홀더부(130)는 상부몸체(120) 상부에 구비되고, 배관(B)이 안착되며, 안착된 배관(B)을 고정시키거나 회전시키는 역할을 한다. 이를 위해, 홀더부(130)는 배관 회전롤러(131), 제1 배관 가이드롤러(132), 제2 배관 가이드롤러(133), 배관홀더(134) 및 배관 홀딩부(135)로 이루어질 수 있다.

배관 회전롤러(131)는 일방향으로 회전하는 통상적인 롤러로 구성되고, 상부몸체(120) 상면 중앙에 설치되어, 안착된 배관(B)이 회전되도록 한다. 즉, 배관(B)이 회전되는 경우, 배관(B)의 회전을 보조하는 역할을 하는 것이다.

이때, 상부 몸체(120)의 상면 중앙에는 배관 회전롤러(131)가 설치되어 회전할 수 있는 홈이 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 회전롤러(131)를 상부몸체(120)에 회전 가능하게 결합하는 방식은 해당 분야의 기술자가 쉽게 적용할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제1 배관 가이드롤러(132) 및 제2 배관 가이드롤러(133)는 배관 회전롤러(131)의 양측에 일정간격 이격되어 마주보게 설치되고, 안착된 배관(B)을 지지함과 아울러 회전되도록 한다.

이러한 제1 배관 가이드롤러(132) 및 제2 배관 가이드롤러(133)는 일정높이를 갖는 프레임과 그 프레임 상부 중앙에 롤러가 설치된 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 도면에는 자세하게 도시되어 있지 않으나 상기 프레임을 측면에서 바라보면, 상기 프레임은 중앙이 일정간격 함몰되어 홈이 형성되고, 그 홈에 롤러가 회전가능하게 설치된 형태로 구성될 수 있다.

배관홀더(134)는 일단이 제1 배관 가이드롤러(132)에 결합되고, 타단이 배관(B)의 위를 지나 제2 배관 가이드롤러(133)를 관통하는 배관 홀더체인(134-1)과, 배관 홀더체인(134-1) 상에 일정간격으로 구비되는 배관 홀더롤러(134-2)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 도 4에 도시된 배관홀더(134)는 체인과 롤러로 구성되는 형태로 이루어진다. 즉, 배관 홀더체인(134-1)의 한쪽이 제1 배관 가이드롤러(132)에 고정되어 있고, 다른 한쪽이 배관(B)의 위를 지나 제2 배관 가이드롤러(133)를 관통하여 배관 홀딩부(135)에 연결된다. 배관 홀더체인(134-1)이 배관(B)의 상부를 지남에 따라 배관 홀더체인(134-1)에 일정간격으로 구비된 배관 홀더롤러(134-2)가 배관(B)의 외주면과 맞닿게 된다. 이로 인해, 배관(B)은 배관 회전롤러(131), 제1,2 배관 가이드롤러(132,133) 및 배관 홀더롤러(134-2)에 의해 회전될 수 있다.

한편, 배관(B)은 회전할 수도 있지만 고정될 수도 있다. 이를 위해, 배관 홀딩부(135)가 상부몸체(120)의 측면에 구비된다. 배관 홀딩부(135)는 제2 배관 가이드롤러(133)를 관통한 배관 홀더체인(134-1)을 권취하는 것으로, 배관 홀더체인(134-1)을 권취함에 따라 발생하는 일정 장력에 의해 배관(B)을 고정하는 역할을 한다. 이러한 배관 홀딩부(135)는 도면에 자세하게 도시되어 있지는 않으나, 배관 홀더체인(134-1)을 당길 수 있는 휠과, 그 휠에 연결된 모터 및 감속기어를 포함하여 구성되어 배관 홀더체인(134-1)을 일정 장력으로 당길 수 있다.

한편, 배관 홀더체인(134-1)은 일정 길이 이상으로 형성되어 배관(B)의 관경에 유연하게 대응되도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치를 구성하는 배관 로테이터의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.

이때, 도 5를 설명함에 있어 도 4와 동일한 부분 또는 도 4를 참조하여 용이하게 이해될 수 있는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치는 도 4와 동일하게 하부몸체(110), 상부몸체(120) 및 홀더부(130)로 구성된다. 그리고, 홀더부(130)는 배관 회전롤러(131), 제1 배관 가이드롤러(132), 제2 배관 가이드롤러(133), 배관 홀더로프(134a), 배관 홀딩부(135) 및 배관 로프 고정부(136)를 포함하여 구성된다.

도 5에 도시된 홀더부(130)는 배관 홀더(134, 도 4참조)가 로프로 구성된다.

보다 구체적으로 설명하면, 로프로 구성된 배관 홀더로프(134a)는 일단이 제1 배관 가이드롤러(132)를 관통하고, 타단이 배관(B)의 위를 지나 제2 배관 가이드롤러(133)를 관통한다. 즉, 배관 홀더로프(134a)는 제2 배관 가이드롤러(133)를 관통한 끝단이 배관 홀딩부(135)에 구비된 휠(미도시)에 감기게 되고, 배관(B)의 위를 지나 제1 배관 가이드롤러(132)를 관통한 끝단이 배관 로프 고정부(136)에 고정되는 것이다.

여기서, 배관 로프 고정부(136)는 상부몸체(120)의 측면에 구비되고, 제2 배관 가이드롤러(133)를 관통한 배관 홀더로프(134a)의 일단을 고정하는 역할을 한다. 이러한 배관 로프 고정부(136)는 배관 홀딩부(135)가 구비된 상부몸체(120)의 타측면에 구비되고, 배관 홀더로프(134a)를 고정할 수 있도록 구성된다. 일례로, 배관 배관 로프 고정부(136)는 후크 형상의 고정부(미도시)가 마련되고, 그 후크 형상의 고정부에 배관 홀더로프(134a)의 일단이 고정되도록 할 수 있으나, 이로 써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 즉, 배관 로프 고정부(136)는 배관 홀더로프(134a)를 고정하기 위한 다양한 구성으로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 배관 홀더로프(134a)는 제2 배관 가이드롤러(133)를 관통한 끝단이 배관 홀딩부(135)에 구비된 휠(미도시)에 감기게 되고, 배관(B)의 위를 지나 제1 배관 가이드롤러(132)를 관통한 끝단이 배관 로프 고정부(136)에 고정되며, 배관 홀딩부(135)에 구비된 모터에 의해 일정 장력으로 배관(B)을 고정하도록 구성된다.

한편, 배관 홀더로프(134a)는 일정 길이 이상으로 구성되어 배관(B)의 관경에 유연하게 대응되도록 할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 용접부 검사장치를 구성하는 통합제어부의 블록도이다.

이때, 도 6을 설명함에 있어 도 1 내지 도 5와 동일한 부분 또는 도 1 내지 도 5를 참조하여 용이하게 이해될 수 있는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 통합제어부(400)는 상술한 바와 같이, 외부에서 입력되는 배관(B)의 정보 및 검사부(200)에 대한 정보를 이용하여 배관 로테이터(100), 검사부(200) 및 방사선원 제어부(300)의 동작을 제어한다.

보다 구체적으로 설명하면, 통합제어부(400)는 검사 대상 즉, 배관(B)의 정보가 입력되고, 입력된 배관(B)의 정보에 따라 검사 작업 정보를 산출한다. 여기서, 배관(B)의 정보는 배관(B)의 관경, 두께, 재질 및 용접부(B1,B2)의 위치 중 적어도 하나를 포함하는 정보로 정의할 수 있다.

또한, 검사 작업 정보는 상기 배관(B)정보에 따라 산출된 정보로써, 방사선 조사부(240a)에 적용되는 방사선원의 종류(X-ray 또는 γ-ray), 디지털 디텍터(250a)의 촬영방식(이중벽 단상법 또는 이중벽 이중상법), 방사선 조사부(240a)에서 디지털 디텍터(250a)간의 거리(SDD), 방사선원 제어부(300)의 방사선원 노출 시간, 촬영 매수 및 검사부(200)의 위치 등과 같은 정보일 수 있다.

이에 따라, 통합제어부(400)는 상기와 같은 배관(B)정보를 통해 산출한 검사 작업 정보를 이용하여 배관 로테이터(100)의 승하강 동작, 배관 홀딩부(135)의 동작 즉, 배관(B)의 회전 위치, 터닝 속도, 회전 반경, 배관(B) 관경에 따른 터닝 롤 위치, 배관(B)을 타이트하게 하거나 느슨하게 풀기 위한 동작을 제어한다.

또한, 통합제어부(400)는 배관 용접부(B1)의 위치에 따른 검사부(200)의 측정위치를 정한다.

또한, 통합제어부(400)는 상기 검사 작업 정보를 이용하여 방사선원 제어부(300)의 방사선원 노출 및 회수 동작, 방사선원 비상 회수 및 배관(B) 사양에 따른 방사선원 노출 시간을 제어한다.

또한, 통합제어부(400)는 상기 검사 작업 정보를 이용하여 회전구동부(226)의 속도, 제1 이동부(240) 및 제2 이동부(250) 간의 거리 측정 및 이동을 제어할 수 있다.

이와 같은 통합제어부(400)는 각 구성요소의 제어를 위해 입/출력 신호를 제어할 수 있는 인터페이스(410)가 구성되고, 그 인터페이스(410)는 PLC 컨트롤러(411), 방사선원 제어부(300), 검사 대상의 정보 및 입력된 검사 대상의 정보에 따라 산출된 검사 작업 정보와, 디지털 디텍터(250a)에서 생성된 이미지를 합/부 판정을 수행하기 위한 투과도계 합격 기준이 미리 저장되는 저장부(412)가 구성될 수 있다.

이때, 투과도계 합격 기준과 디지털 디텍터(250a)에서 생성된 이미지를 비교하여 배관(B)의 용접이 적절하게 수행되었는가를 판단하는 기술은 이미 공개되어 있으므로, 여기서는 자세하게 설명하지 않는다.

또한, 통합제어부(400)를 통해 각 구성요소를 어떻게 제어 및 구동할 것인가 하는 것은 해당 분야의 기술자에겐 자명한 사실이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치(10)는 배관 용접부(B1,B2)의 디지털 이미지를 수집하고, 수집한 디지털 이미지를 통해 용접부(B1,B2) 내부 결함을 검사할 수 있으므로, 디지털 이미지를 수집 후 별도의 보관장소가 불필요하게 되고, 용접부(B1,B2) 내부 결함을 실시간 판독 가능하여 이미지 결과 회신 대기 시간이 감소하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치(10)는 다양한 형상 및 사양을 갖는 배관(B)에 적용하여 배관의 용접부(B1,B2) 주위를 360˚회전하면서 배관 용접부(B1,B2)를 자동으로 검사할 수 있으므로, 필름 현상작업이 불필요하게 되어 작업자가 방사선에 노출되는 일이 줄어들게 되기 때문에 작업자의 안전을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치(10)는 배관 용접부(B1,B2)를 자동으로 검사할 수 있으므로, 작업자의 고 기량이 불필요하게 된다.

다음, 도 7 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제어방법을 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제어방법을 보인 흐름도이고, 도 8은 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 촬영매수 산출방법을 설명하기 위한 정면도이다.

도 7 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제어방법을 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 6과 동일한 부분 또는 도 1 내지 도 6을 참조하여 용이하게 이해될 수 있는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제어방법은 도 7에 도시된 바와 같이, 입력단계(S100), 산출단계(S200), 이동단계(S300), 검사단계(S400) 및 해체단계(S500)를 포함할 수 있다.

먼저, 입력단계(S100)에서는 배관(B)의 배관정보가 통합제어부(400)에 입력된다. 여기서, 배관(B)의 배관정보는 통합제어부(400)에 구성된 저장부(412)에 저장되는 것이 바람직하다.

그리고, 산출단계(S200)에서는 통합제어부(400)에 입력된 배관정보를 이용하여 검사 작업 정보를 산출한다. 즉, 배관(B)의 재질, 관경 및 두께와 같은 배관(B)의 사양에 따라 검사부(200)의 촬영방식, 방사선 조사부(240a)에서 디지털 디텍터(250a)간의 거리(SDD) 및 촬영매수가 정해지는 것이다. 또한, 배관(B)의 형상 및 배관 용접부(B1,B2)의 위치에 따라 검사부(200)의 위치가 정해진다.

이때, 상기 촬영매수는 통합제어부(400)에 의해 산출된다.

여기서, 촬영매수를 산출하는 이유는, 이중벽 단상법(DWSI)을 적용하여 배관(B)을 검사할 때, 방사선 조사부(240a)에서 조사되는 방사선이 기하학적 불선명도를 만족할 수 있도록 하기 위함이다.

도 8을 참조하면, 통합제어부(400)는 하기 식 1을 통해 산출된 유효판독길이(P), 상기 유효판독길이(P)를 이용하여 산출된 중심각(θ) 및 상기 중심각(θ)과 반지름(r)에 의해 산출된 호의 길이(L)에 기초하여 상기 촬영매수를 산출한다.

[식 1]

여기서, P는 방사선 조사부(240a)의 유효판독길이로 정의될 수 있고, r은 배관의 반지름으로 정의될 수 있으며, k는 유효 디텍터의 양 끝점과 디지털 디텍터(250a)와의 높이(거리) 값으로 정의될 수 있다.

여기서, 유효 디텍터의 양 끝점이라 함은, 디지털 디텍터(250a)가 방사선 조사부(240a)에서 일정한 각도로 조사되는 선원을 판독할 수 있는 범위의 양 끝점으로 정의할 수 있다. 즉, 방사선 조사부(240a) 내 일정한 각도를 통해 조사되는 방사선원과 배관(B)의 곡이 직교되는 위치를 유효 디텍터의 양 끝점으로 가정할 수 있다.

또한, 상기 유효판독길이(P)는 이중벽 단상법(DWSI) 적용 시, 방사선조사부(240a)와 배관(B) 접촉 기준으로 디지털 디텍터(250a)가 방사선조사부(240a)의 방사선원을 판독할 수 있는 범위로 정의될 수 있다.

상기 유효판독길이(P)는 배관(B) 내부 원의 방정식을 이용하여 상기 식 1과 같이 도출될 수 있다.

즉, 도면에 도시된 바와 같이, 배관 내부 원의 중심(O)과 반지름(r)을 통해 하기의 식 2를 산출할 수 있고,

[식 2]

유효 디텍터의 양 끝점의 위치와 디지털 디텍터(250a)간의 수직높이(거리)인 k값을 통해 하기 식 3을 유도할 수 있다.

[식 3]

이때, 유효 디텍터의 양 끝점의 위치와 디지털 디텍터간의 수직높이(거리)인 k는 디지털 디텍터(250a)로 유효판독길이 선정을 위해 실험한 결과, 10mm 이하의 영역이 유효한 판독범위로 확인되어 10mm이하로 선정하는 것이 바람직하다.

이동단계(S300)에서는 산출단계(S200)에서 검사 작업 정보가 산출될 때, 배관(B)을 배관 로테이터(100)에 탑재시키고, 방사선 조사부(240a)와 디지털 디텍터(250a)를 포함하는 검사부(200)를 배관(B)의 용접부(B1,B2) 위치로 이동시킨다.

다시 말해, 배관 로테이터(100)에 배관(B)이 탑재되면, 배관홀더(134)를 체결함과 아울러, 배관(B)이 검사부 중심에 위치하도록 설정한다. 그리고 방사선 조사부(240a)의 위치와 디지털 디텍터(250a)의 위치를 설정하여 상기 SDD를 확보한다.

검사단계(S400)에서는 배관 용접부(B1,B2) 위치로 이동된 방사선 조사부(240a)가 배관 용접부(B1,B2)의 내부방향으로 방사선을 조사하고, 배관 용접부(B1,B2)를 관통한 방사선을 디지털 디텍터(250a)가 검출하여 배관 용접부(B1,B2)의 디지털 이미지를 수집한다.

이때, 방사선 조사부(240a)의 방사선 노출 시간은 통합 제어부(400)에 미리 저장되어 있는 것이 바람직하다.

또, 방사선 조사부(240a)는 배관(B)의 사양에 따라 설정시간 만큼 방사선을 노출하는 것이 바람직하다.

해체단계(S500)에서는 상기 검사단계(S400)에서 배관 용접부(B1,B2)의 디지털 이미지 수집이 종료된 경우, 검사부(200)와 배관 로테이터(100)로부터 배관(B)을 해체한다. 여기서, 해체의 의미는 배관(B)을 다음 검사를 위해 검사부(200)를 이동시키거나, 배관홀더(140)를 해체하여 배관(B)을 이동시키는 작업으로 정의될 수 있다.

이때, 검사단계(S400)에서 배관 용접부(B1,B2)의 디지털 이미지 수집이 종료되지 않은 경우에는, 배관(B)의 형상 및 작업 편의성에 따라 제2 회전링(230)을 회전시키거나, 제1 배관 가이드롤러(132) 및 제2 배관 가이드롤러(133)를 통해 배관(B)을 회전시켜 배관 용접부(B1,B2)를 360도 검사하는 것이 바람직하다.(S600)

한편, 상기 통합제어부(400)는 상기 검사단계(S400)를 수행한 후, 상기 식 1을 통해 산출된 촬영 매수가 유효한지 검증한다.

이를 위해, 통합제어부(400)는 배관(B)의 원주를 이용하여 1회 촬영당 호의 길이(L2)가 산출된 호의 길이(L)보다 작은지 검증한다. 이러한 이유는, 도출된 촬영매수로 산출된 회당 호의 길이(L2)가 산출된 호의 길이(L)보다 작거나 같아야 유효하기 때문이다.

따라서, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제어방법에 의하면, 배관의 다양한 사양(재질, 관경, 두께 및 형상)에 따라 배관 용접부를 360도 검사함과 아울러, 실시간 판독이 가능하므로, 검사시간을 현저하게 줄일 수 있고, 고 기량의 작업자가 불필요 하게 되어 인건비를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제어방법에 의하면, 기존의 필름 부착 방식과는 달리 디지털 이미지를 수집하는 것이므로, 별도의 필름을 보관하는 보관장소를 마련하지 않아도 된다.

또한, 본 발명에 따른 배관 용접부 검사장치의 제어방법에 의하면, 방사선 노출시간이 감소되고, 필름현상작업이 불필요하게 됨에 따라 화학성분 노출위험이 없으므로, 작업자의 안전을 확보할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

100: 배관 로테이터
200: 검사부
300: 방사선원 제어부
400: 통합제어부
S100: 입력단계
S200: 산출단계
S300: 이동단계
S400: 검사단계
S500: 해체단계
B: 배관
B1,B2: 배관 용접부

Claims (4)

1. 검사대상인 배관의 용접부를 검사하여 디지털 이미지를 수집하는 배관 용접부 검사장치의 제어방법으로,
   상기 배관의 배관정보가 통합제어부에 입력되는 입력단계;
   상기 통합제어부에 입력된 상기 배관 정보를 이용하여 검사 작업 정보를 산출하는 산출단계;
   상기 산출단계에서 상기 검사 작업 정보가 산출될 때, 상기 배관을 배관 로테이터에 탑재시키고, 방사선 조사부와 디지털 디텍터를 포함하는 검사부를 상기 배관의 용접부 위치로 이동시키는 이동단계;
   상기 배관의 용접부 위치로 이동된 상기 방사선 조사부가 상기 배관 용접부의 내부방향으로 방사선을 조사하고, 상기 배관 용접부를 관통한 방사선을 상기 디지털 디텍터가 검출하여 상기 배관 용접부의 디지털 이미지를 수집하는 검사단계; 및
   상기 검사단계에서 상기 배관 용접부의 디지털 이미지 수집이 종료된 경우, 상기 검사부와 상기 배관 로테이터로부터 상기 배관을 해체하는 해체단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 용접부 검사장치의 제어방법.
   
2. 청구항 1에서,
   상기 배관정보는 상기 배관의 재질, 관경 및 두께 중 적어도 하나를 포함하고,
   상기 검사 작업 정보는
   상기 방사선 조사부에 적용되는 방사선원의 종류, 상기 방사선 조사부와 상기 디지털 디텍터 간의 거리, 상기 검사부의 촬영방식 및 촬영매수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 용접부 검사장치의 제어방법.
   
3. 청구항 2에서, 상기 통합제어부는
   하기 식 1을 통해 산출된 유효판독길이(P), 상기 유효판독길이(P)를 이용하여 산출된 중심각(θ) 및 상기 중심각(θ)과 반지름(r)에 의해 산출된 호의 길이(L)에 기초하여 상기 촬영 매수를 산출하는 것을 특징으로 하는 배관 용접부 검사장치의 제어방법.
   [식 1]
   

   

   
   (P: 방사선조사부의 유효판독길이, r: 배관의 반지름, k: 유효 디텍터의 양 끝점과 디지털 디텍터와의 높이(거리))
   
4. 청구항 3에서, 상기 통합제어부는
   상기 검사단계를 수행한 후, 상기 식 1을 통해 산출된 촬영 매수가 유효한지 검증하는 것을 특징으로 하는 배관 용접부 검사장치의 제어방법.
   

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